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1、东北大学21春金属学与热处理基础在线作业三满分答案1. 分析自然循环锅炉水冷壁不易发生第二类传热恶化的原因。分析自然循环锅炉水冷壁不易发生第二类传热恶化的原因。自然循环锅炉的循环倍率一般都大于4。水冷壁中流动的是汽水混合物，而且以水为主。水的流动和蒸发保证了管壁的冷却效果；热负荷高的水冷壁由于自然循环的自补偿作用而增加了水冷壁管内的质量流速。因此自然循环锅炉水冷壁不易发生第二类传热恶化。2. 已知设计煤种Qar,net=25000kJ/kg，Vdaf=38.0%，锅炉燃料消耗量B=329.6t/h，炉膛容积VL=38871m3。计算外高桥电厂已知设计煤种Qar,net=25000kJ/kg，V
2、daf=38.0%，锅炉燃料消耗量B=329.6t/h，炉膛容积VL=38871m3。计算外高桥电厂1000MW(2955t/h)锅炉的容积热负荷并对计算结果进行分析与讨论。炉膛的容积热负荷 (1)燃烧烟煤的固态排渣煤粉炉的容积热负荷推荐值为140200kW/m3，大容量锅炉可以选的小一些。 (2)外高桥电厂1000MW(2955t/h)锅炉设计煤种的容积热负荷qV=88.0kW/m3，比推荐值下限低37.17%，说明炉膛容积偏大。炉膛中的受热面(主要是水冷壁)面积偏多。临界压力以下锅炉水冷壁中工质的温度基本上是常数，超临界锅炉水冷壁中工质的温度在从省煤器出口水温升高到汽水分离器温度，因此实际
3、的水冷壁面积偏大幅度可能比本题计算结果小。 3. 分析设计煤种为烟煤的锅炉改烧贫煤可能发生的故障。分析设计煤种为烟煤的锅炉改烧贫煤可能发生的故障。(1)贫煤的燃尽时间长，这样会有较少的热量释放给水冷壁，锅炉的蒸发量不足。 (2)锅炉的蒸发量不足，过热蒸汽硫量不足，烟气温度偏高可能导致过热蒸汽温度超过额定值。 (3)锅炉的蒸发量不足，再热蒸汽的流量也不足，可能会使再热蒸汽温度超过额定值。 4. 分析电站煤粉锅炉水冷壁污染系数的取值方法。分析电站煤粉锅炉水冷壁污染系数的取值方法。(1)无烟煤(飞灰含碳量12%)、贫煤(飞灰含碳量8%)、烟煤与褐煤的污染系数=0.45。 (2)无烟煤(飞灰含碳量12
4、%)、贫煤(飞灰含碳量8%)、污染系数=0.35。 (3)耐火涂料型卫燃带=0.20。 (4)耐火砖型卫燃带=0.10。 污染系数小表示水冷壁的吸热能力降低，燃烧无烟煤、贫煤的锅炉，飞灰含碳量低表示在煤粉颗粒在炉膛内的燃尽度高，理论燃烧温度高，炉膛内的烟气温度高，有更多的飞灰颗粒被融化、粘附在水冷壁表面上，沾污层厚度较大。水冷壁的导热热阻增加，吸热能力降低，因此污染系数较小。 耐火涂料厚度小于耐火砖厚度，因此耐火涂料的导热热阻小于耐火砖的导热热阻，覆盖了耐火涂料的水冷壁的污染系数较大。 5. 分析在炉型、容量相同、汽轮发电机组相同的条件下，燃烧贫煤的锅炉和燃烧烟煤的锅炉，哪一种机组的电厂效率高
5、。分析在炉型、容量相同、汽轮发电机组相同的条件下，燃烧贫煤的锅炉和燃烧烟煤的锅炉，哪一种机组的电厂效率高。燃烧贫煤的锅炉热风温度高，因此省煤器的吸热比例会有所降低，水冷壁中的热水段高度会增加，锅炉的蒸发量会偏小。为了维持锅炉的额定蒸发量，必须多投燃煤，因此燃烧贫煤的锅炉机组与汽轮发电机组组成的火力发电厂效率较低。 燃烧烟煤的锅炉热风温度较低，因此省煤器的吸热比例会有所增加，水冷壁中的热水段高度会降低，锅炉的蒸发量会较大，因此燃烧烟煤的锅炉机组与汽轮发电机组组成的火力发电厂效率较高。 6. 电弧炉主要用于冶炼高质量的合金钢。( )A.错误B.正确参考答案：B7. EOS+法既可以计算混合物的汽液
6、平衡，也能计算纯物质的汽液平衡。EOS+法既可以计算混合物的汽液平衡，也能计算纯物质的汽液平衡。此题为判断题(对，错)。正确答案：只适用于混合物汽液平衡的计算8. 分析直流锅炉汽温调节方法。分析直流锅炉汽温调节方法。(1)调节给煤量。B/G增加，主蒸汽汽温升高。B/G降低，主蒸汽汽温降低。 (2)调节减温水流量。微调主蒸汽温度。 (3)调节燃烧器喷嘴摆动角度。当低温再热器为壁式再热器时，调节再热蒸汽温度，少数情况下，也有用燃烧器喷嘴角调节高温再热器吸热量进而调节再热蒸汽温度的直流锅炉，但这种锅炉对煤种特性参数的变化适应性差。 (4)调节低温再热器主烟道挡板开度。当低温再热器布置在尾部烟道时，调
7、节再热蒸汽温度。 9. 计算各种燃料的燃料特性系数。计算各种燃料的燃料特性系数。把相关数据代入下式 得到下表。 国内主要动力煤的燃料特性系数 煤种 Car (%) Har(%) Oar(%) Nar(%) Sar(%) 京西无烟煤 67.9 1.7 2 0.4 0.2 0.0507 焦作无烟煤 66.1 2.2 2 1 0.4 0.0705 金竹山无烟煤 65.4 2.3 1.8 0.6 0.6 0.0751 元宝山褐煤 39.3 2.7 11.2 0.6 0.9 0.0784 芙蓉贫煤 61.9 2.4 1.6 1 3.8 0.0831 义马烟煤 49.6 3.2 11.6 0.7 1.3
8、0.0834 西山贫煤 67.6 2.7 1.8 0.9 1.3 0.0866 阳泉无烟煤 68,9 2.9 2.4 1 0.8 0.0896 淄博贫煤 64.8 3.1 1.6 1 2.6 0.1050 阜新烟煤 48.3 3.3 8.6 0.8 1 0.1089 丰广褐煤 35.2 3.2 12.6 1.1 0.2 0.1110 萍乡无烟煤 60.4 3.3 2.5 1 0.7 0.1172 淮南烟煤 60.8 4 7.7 1.1 0.7 0.1185 大同烟煤 70.8 4.5 7.1 0.7 2.2 0.1194 开滦洗中煤 46.5 3.1 5.8 0.7 0.9 0.1205 鹤岗
9、洗中煤 44.5 3 5.9 0.7 0.2 0.1207 徐州烟煤 63 4.1 6.7 1.5 1.2 0.1229 新汶烟煤 61 4.1 6.8 1.4 1.9 0.1258 平顶山烟煤 58.2 3.7 4.1 0.9 0.5 0.1297 扰顺烟煤 56.9 4.4 9.1 1.2 0.6 0.1361 龙凤洗中煤 42.9 3.4 7.5 0.9 0.5 0.1362 开滦烟煤 58.2 4.3 6.3 1.1 0.8 0.1428一般都把煤的着火难易程度表达为干燥无灰基的挥发分含量。但是燃料特性系数基本上就是煤的氢/碳比值。因此越高，煤越容易着火。 (2)从上表可知：烟煤的燃料
10、特性系数较高，贫煤的燃料特性系数较低，无烟煤的燃料特性系数最低。 (3)丰广褐煤的燃料特性系数高于元宝山褐煤。 (4)洗中煤的燃料特性系数从高到低的排列顺序是龙凤洗中煤、鹤岗洗中煤、开滦洗中煤。 10. 关于雷诺试验及其结论，以下说法正确的是( )。A根据雷诺试验的成果，液体存在层流和紊流两种流态。B液体流态的判别采用无量纲数雷诺数Re。C对于圆管，当Re大于临界雷诺数2000时为紊流，小于临界雷诺数2000为层流(雷诺数中特征长度用圆管直径dD对于明渠，当Re大于临界雷诺数500时为紊流，小于临界雷诺数500为层流(雷诺数中特征长度用水力半径R。参考答案：ABCD11. 分析W形火焰锅炉与循
11、环流化床锅炉的区别。分析W形火焰锅炉与循环流化床锅炉的区别。(1)W形火焰锅炉与煤粉锅炉都可以作为电站锅炉。 (2)W形火焰锅炉与煤粉锅炉都可以燃用挥发分含量很低的无烟煤。 (3)W形火焰锅炉是煤粉炉，燃烧温度较高，烟气中的热力型NOx含量较高，燃烧技术成熟，风机电耗小； (4)循环流化床锅炉是流太化燃烧锅炉，燃料颗粒粒径较大，烟气中的热力型NOx含量很低，燃烧技术不完全成熟，风机电耗大； (5)W形火焰锅炉是煤粉炉，只能燃烧煤等固体燃料。 (6)循环流化床锅炉可以燃烧煤、生物质、垃圾等各种固体燃料。 12. 分析煤粉锅炉炉膛尺寸确定过程。分析煤粉锅炉炉膛尺寸确定过程。(1)根据锅炉的主蒸汽、
12、再热蒸汽的压力、温度、流量，煤的收到基低位发热量和同类型锅炉的锅炉效率确定燃料消耗量。 (2)根据炉膛容积热负荷的推荐值范围确定炉膛容积VL。 (3)根据炉膛截面热负荷的推荐值范围确定炉膛截面积FL。 (4)根据VL，FL确定炉膛高度HL。 (5)根据直流燃烧器或者旋流燃烧器的布置形式确定炉膛截面的宽度a和深度b。 13. 碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体，称为奥氏体。( )A.错误B.正确参考答案：A14. 分析回转式空气预热器的烟道入口没有安装在省煤器烟道正下方的原因。分析回转式空气预热器的烟道入口没有安装在省煤器烟道正下方的原因。(1)这种Z形转弯布置有利于吸收尾部烟道的垂直膨胀量。 (
13、2)这种Z形转弯布置可以将烟气中的部分粒径较大的飞灰通过离心力分离下来形成沉降灰，这就减轻了空气预热器的堵灰。 15. 对W18Gr4V多次回火说法正确的是( )A、硬度降低B、硬度升高C、硬度不变D、都不对参考答案：B16. 影响金属充型能力的因素有( )。A、金属成分B、温度和压力C、铸型填充条件D、金属硬度参考答案：ABC17. 已知某台1025t/h煤粉锅炉燃烧贫煤，已知条件列于下表中，计算三原子气体的辐射减弱系数并对计算结果进行分析已知某台1025t/h煤粉锅炉燃烧贫煤，已知条件列于下表中，计算三原子气体的辐射减弱系数并对计算结果进行分析和讨论。计算三原子气体辐射减弱系数的已知条件受热面()T(K)rH2Orns(m)炉膛、大屏、壁式再热器109713700.1490.22410.790后 屏102112940.1460.2200.774中温再热器89311660.1460.2200.250后水引出管88611590.1460.2200.194高温再热器81110840.1440.2170.170悬吊管73410070.1420.2130.230低温过热器垂直段7009730.1410.2130.350转向室6569290.1400.2116.943低温过热器水平段4547270.1380.2090.223省煤器4016740
